本發(fā)明屬于污水生物處理，具體涉及一種通過負(fù)荷和水力停留時間聯(lián)合調(diào)控，實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的裝置與方法。

背景技術(shù)：

1、過量的氮和磷排放到水體內(nèi)，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，這是世界上最緊迫的環(huán)境問題之一。為了保護水資源，特別是水資源短缺的地區(qū)，從廢水中去除氮素非常重要，因此許多國家近年來實施嚴(yán)格的氮排放標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，污水脫氮先是通過硝化，然后進行反硝化，兩種過程通常都會消耗能量，并且需要大量外加碳源，增加了運行成本。與傳統(tǒng)的硝化反硝化技術(shù)相比，厭氧氨氧化具有需氧量低，運行費用低和不需要任何外加碳源等優(yōu)點。

2、厭氧氨氧化(anaerobicammoniumoxidation簡稱anammox)是自養(yǎng)脫氮工藝，是以氨氮(nh4+-n)為電子供體，以亞硝酸鹽(no2--n)為電子受體的生物反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為氮氣，由于其有需氧量少、無需外加碳源、污泥產(chǎn)量低和無二次污染等優(yōu)點，因此在污水脫氮領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。厭氧氨氧化菌比增值速率低、倍增時間長，且易受溫度、ph、進水基質(zhì)濃度的影響，因此對于厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動條件的探究和優(yōu)化是十分必要的。

3、現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于：現(xiàn)有的厭氧氨氧化菌難以富集，受環(huán)境影響較大，使其應(yīng)用受到了一定的局限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中厭氧氨氧化菌難以富集，受環(huán)境影響較大等問題，通過負(fù)荷和水力停留時間聯(lián)合調(diào)控，實現(xiàn)厭氧氨氧化菌的富集。

2、為此，本發(fā)明的目的之一是這樣實現(xiàn)的，一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，包括如下步驟：

3、(1)接種污泥及反應(yīng)器的選擇并且設(shè)定實驗參數(shù)：在sbr反應(yīng)器內(nèi)接種含厭氧氨氧化菌絮體污泥，反應(yīng)器進水為人工模擬廢水，反應(yīng)器內(nèi)水溫穩(wěn)定在29-35℃，ph控制為7.4-8.4之間，溶解氧濃度控制為0-0.4mg/l；反應(yīng)器外部用遮光布遮擋，使反應(yīng)器避光；

4、(2)利用sbr反應(yīng)器對模擬廢水進行若干周期的處理，每一處理周期包括：進水、反應(yīng)、沉淀、出水及閑置，循環(huán)進行；sbr反應(yīng)器總共運行五個階段，第i階段為活性恢復(fù)期，當(dāng)氨氮和亞硝去除率達到80％時，調(diào)整進水基質(zhì)濃度和水力停留時間進行第ii階段，當(dāng)氨氮和亞硝去除率達到穩(wěn)定值后，調(diào)整水力停留時間提高氮負(fù)荷進行第iii階段，氨氮和亞硝去除率達到穩(wěn)定值后，提高進水基質(zhì)濃度以提高氮負(fù)荷進行第iv階段，當(dāng)氨氮和亞硝去除率達到穩(wěn)定值后，繼續(xù)降低水力停留時間以提高氮負(fù)荷進行第v階段，當(dāng)氨氮和亞硝去除率達到穩(wěn)定值后，直至反應(yīng)器氨氮和亞硝去除率大于80％且總氮去除率達75％以上；

5、(3)將模擬廢水轉(zhuǎn)換實際需處理的廢水并長期穩(wěn)定運行。

6、進一步地，在步驟(2)中，sbr反應(yīng)器每天運行2個周期，每一周期中，進水15-25min，攪拌反應(yīng)時間4.5-8h，靜置沉淀時間45-75min，排水時間15-25min，剩余為閑置時間，排水比為40-60％，反應(yīng)器運行過程中不主動排泥。

7、進一步地，所接種的厭氧氨氧化絮體污泥mlss為3300mg/l，接種量占sbr反應(yīng)器體積的五分之一。

8、進一步地，所述模擬廢水進水基質(zhì)由nh4cl和nano2提供，模擬廢水的組分為：nh4+-n，30-40mg/l；no2--n，30-40mg/l；kh2po4，20mg/l；nahco3，500mg/l。

9、進一步地，所述模擬廢水中每日加入有微量元素i和ii，微量元素i的組分為na2-edta·2h2o，5000mg/l；feso4·7h2o，5000mg/l；微量元素ii的組分為na2-edta·2h2o，15000mg/l；znso4·7h2o，420mg/l；cocl2·6h2o，240mg/l；mncl2·4h2o，1000mg/l；cuso4·5h2o，250mg/l；namoo4·2h2o，250mg/l；nicl2·6h2o，200mg/l；na2seo4，250mg/l；h3bo3，15mg/l；微量元素i和ii每日加入量各為當(dāng)日水體總重量的1/5000-1/20000。

10、具體而言，步驟(2)中反應(yīng)器總共運行300個周期，對應(yīng)的五個階段分別為；

11、第i階段：運行1-60周期，nh4+-n進水濃度為30mg/l，no2--n進水濃度為40mg/l，該階段的水力停留時間為8h(平均氮負(fù)荷為0.24kgn/(m3·d))；

12、第ii階段：運行61-120周期；nh4+-n、no2--n進水濃度皆為30mg/l，水力停留時間為6h(平均氮負(fù)荷為0.28kgn/(m3·d))；

13、第iii階段：運行121-180周期；nh4+-n、no2--n進水濃度保持30mg/l不變，調(diào)整水力停留時間為5h(平均氮負(fù)荷為0.32kgn/(m3·d))；

14、第iv階段：運行181-240周期；該階段調(diào)整nh4+-n、no2--n進水濃度為40mg/l，水力停留時間保持5h不變(平均氮負(fù)荷為0.41kgn/(m3·d))；

15、第v階段：運行241-300周期；進水氨氮濃度保持不變，調(diào)整水力停留時間為4.5h(平均氮負(fù)荷為0.46kgn/(m3·d))。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

17、(1)采用低基質(zhì)濃度進水，可以有效避免fa和fna對厭氧氨氧化菌的抑制。

18、(2)采用逐步提高nlr和減少hrt的聯(lián)合調(diào)控策略，加快了厭氧氨氧化菌的馴化與富集。

19、(3)通過在線控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)do和ph變化，同時加熱棒使得水溫控制在適合范圍內(nèi)，為厭氧氨氧化菌的生長創(chuàng)造良好條件。

20、本發(fā)明方法是一種通過nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集，有利于厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動，為anammox工藝的實際應(yīng)用提供理論參考。此外，其操作簡單，運行管理方便，處理效率較高，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，步驟（2）中，sbr反應(yīng)器每天運行2個周期，每一周期中，進水15-25min，攪拌反應(yīng)時間4.5-8h，靜置沉淀時間45-75min，排水時間15-25min，剩余為閑置時間，排水比為40-60%，反應(yīng)器運行過程中不主動排泥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，厭氧氨氧化絮體污泥mlss為3300mg/l，接種量占sbr反應(yīng)器體積的五分之一。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，所述模擬廢水進水基質(zhì)由nh4cl和nano2提供，模擬廢水的組分為：nh4+-n，30-40mg/l；no2--n，30-40mg/l；kh2po4，20mg/l；nahco3，500mg/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，所述模擬廢水中每日加入微量元素i和ii，微量元素i的組分為na2-edta·2h2o，5000mg/l；feso4·7h2o，5000mg/l；微量元素ii的組分為na2-edta·2h2o，15000mg/l；znso4·7h2o，420mg/l；cocl2·6h2o，240mg/l；mncl2·4h2o，1000mg/l；cuso4·5h2o，250mg/l；namoo4·2h2o，250mg/l；nicl2·6h2o，200mg/l；na2seo4?，250mg/l；h3bo3，15mg/l；微量元素i和ii每日加入量各為當(dāng)日水體總重量的1/5000-1/20000。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，步驟（2）中反應(yīng)器總共運行300個周期，對應(yīng)的五個階段分別為；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種nlr和hrt聯(lián)合調(diào)控實現(xiàn)厭氧氨氧化菌快速富集的方法，其特征在于，通過在線控制系統(tǒng)實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)do和ph變化，同時加熱棒使得水溫控制在29-35℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一種NLR和HRT聯(lián)合調(diào)控下實現(xiàn)厭氧氨氧化菌富集的方法，其針對厭氧氨氧化菌受環(huán)境影響較大、富集慢等問題，將低基質(zhì)濃度的NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;?N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;?</supgt;?N泵入SBR反應(yīng)器，通過不斷變換水力停留時間和進水基質(zhì)濃度成功實現(xiàn)厭氧氨氧化菌的富集?？偟コ史€(wěn)定在75%，具有較好的去除效率，能夠靈活調(diào)控反應(yīng)器有利于厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動，為Anammox工藝的實際應(yīng)用提供理論參考。其操作簡單，運行管理方便，處理效率較高，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：張淼,李彪,尤雨菲,祁逸林,吳軍,龐晶津
受保護的技術(shù)使用者：揚州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9